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嗜酸氧化亚铁硫杆菌(简称A.ferrooxidans)是微生物浸出过程中起主导作用的菌种。该菌是典型的的化能自养菌,主要以氧化Fe(II)为Fe(III),低价态硫为硫酸根作为主要代谢途径获得生长过程所需能量。其中,Fe(II)→Fe(III)这一氧化作用是细菌浸出过程的基础,同时氧化产出的Fe(III)也是细菌浸出过程中间接作用的强氧化剂,故研究细菌生长代谢过程中铁的行为具有十分重要的意义。
本文首先采用改良后的固体平板分离纯化方法,得到一株命名为YN-1的A.ferrooxidans菌株,菌落特征为隆起的直径约1 mm的黄褐色圆点。通过扫描电镜照片中观察得到了菌株的形态结构。同时,对YN-1进行分子生物学鉴定,经PCR扩增得到1498 bp的16S rDNA基因序列,将该序列提交到GenBank,得到序列号为DQ440530。同时以16Sr DNA序列同源性为基础构建命名为YN-1的A.ferrooxidans系统发育树,发现其与标准菌株ATCC23270(AF465604.1)的同源序列的相似性为99%。
其次,对不同生长条件下细菌对底物能源Fe(II),单质S的氧化代谢过程进行了探讨。实验证明不同底物能源培养条件下A.ferrooxidans的生长特性具有一定差异。
然后,在确定二价铁离子为A.ferrooxidans生长过程中唯一限制性底物条件下,通过考察初始亚铁离子浓度、初始pH值两种影响亚铁离子氧化代谢的主要因素来研究细菌的生长特性,得到以限制性底物亚铁离子浓度为表征的细菌生长曲线。
利用基于Monod方程建立的细菌氧化Fe(II)生长动力学方程模型,借助:MatLab软件,采用Optimization Toolbox中的Gauss-Newton算法,确定了在不同培养条件下细菌氧化Fe(II)的生长动力学模型参数。